📄Работа №211143
Тема: Электропривод и автоматизация насосной станции теплового пункта
Характеристики работы
Тип работы
Бакалаврская работа
Предмет
Электроэнергетика
Объем:
85 листов
Год:
2020
Просмотров:
46
4230
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
ВВЕДЕНИЕ 8
1 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ 10
1.1 Основы подготовки 11
1.2 Основная цель водоподготовки 15
2 СХЕМА ПРИГОТОВЛЕНИЯ И ДОЗИРОВАНИЯ ФОСФАТОВ 17
3 РАСЧЕТ МОЩНОСТИ ДВИГАТЕЛЕЙ НАСОСОВ 20
4 ВЫБОР ДВИГАТЕЛЯ 22
5 РАСЧЁТ И ПОСТРОЕНИЕ ГРАФИКОВ СТАТИЧЕСКИХ
ХАРАКТЕРИСТИК 25
6 РАСЧЁТ И ПОСТРОЕНИЕ ВРЕМЕННЫХ ДИАГРАММ ПЕРЕХОДНЫХ
ПРОЦЕССОВ ДВИГАТЕЛЯ АИР100 L6 30
7 ВЫБОР ЭЛЕМЕНТОВ ЗАЩИТЫ 33
7.1 Выбор автоматического выключателя 33
7.2 Выбор сетевого дросселя 33
8 РАСЧЕТ ИНТЕГРАЛЬНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ 34
8.1 Проверка на перегрузочную способность 34
8.2 Проверка по нагреву двигателя и преобразователя 34
8.3 Проверка по нагреву преобразователя 35
8.4 Расчёт энергетических показателей электропривода 36
9 ВЫБОР НАСОСНОЙ УСТАНОВКИ 38
9.1 Технические характеристики НД 100/250 38
9.2 Принцип действия и устройство 39
9.3 Способ регулирования производительности 41
9.4 Особенности плунжерных насосов 43
9.5 Материалы, используемые при производстве плунжерных
дозирующих насосов 46
10 ВЫБОР ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ 47
10.1 Основные параметрами при выборе преобразователя частоты 46
10.2 Описание преобразователя частоты MICROMASTER 440 48
10.2.1 Основные характеристики 49
10.2.2 Функциональные особенности 50
10.2.3 Особенности защиты 50
10.2.4 Преобразователь частоты MICROMASTER 52
10.2.5 тепловая защита и автоматическое снижение номинальных
данных 53
10.2.6 Быстрое ограничение тока 54
11 РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ . 55
12 ВЫБОР ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ 57
12.1 Програмируемый логический контроллер (блок управления) 57
12.2 Датчики уровня в баке мерники 61
12.3 Датчик pH 62
12.4 Клапан электромагнитый SMART SG5533 64
12.5 Ультразвуковые расходомер SITRANS F US Clamp-on FUE1010.64
12.6 Панель оператора 65
12.7 Модульный контактор фирмы F&F ST25-30 67
12.8 Блок питания 69
13 РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ
АВТОМАТИЗАЦИИ 70
14 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА И ТРЕБОВАНИЯ К
СИСТЕМЕ АВТОМАТИЗАЦИИ 72
14.1 Разработка системы автоматического поддержания равномерного
дозирования раствора фосфата 72
14.2 Команды и сигналы процессора 73
15 РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ СИСТЕМЫ
АВТОМАТИЗАЦИИ 76
15.1 Команды и сигналы контроллера 76
15.2 Програмирование панели оператора 78
15.3 Программа для режима работы 2 насоса 78
15.4 Программа для режима работы 1 насоса 81
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 84
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 86
1 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ 10
1.1 Основы подготовки 11
1.2 Основная цель водоподготовки 15
2 СХЕМА ПРИГОТОВЛЕНИЯ И ДОЗИРОВАНИЯ ФОСФАТОВ 17
3 РАСЧЕТ МОЩНОСТИ ДВИГАТЕЛЕЙ НАСОСОВ 20
4 ВЫБОР ДВИГАТЕЛЯ 22
5 РАСЧЁТ И ПОСТРОЕНИЕ ГРАФИКОВ СТАТИЧЕСКИХ
ХАРАКТЕРИСТИК 25
6 РАСЧЁТ И ПОСТРОЕНИЕ ВРЕМЕННЫХ ДИАГРАММ ПЕРЕХОДНЫХ
ПРОЦЕССОВ ДВИГАТЕЛЯ АИР100 L6 30
7 ВЫБОР ЭЛЕМЕНТОВ ЗАЩИТЫ 33
7.1 Выбор автоматического выключателя 33
7.2 Выбор сетевого дросселя 33
8 РАСЧЕТ ИНТЕГРАЛЬНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ 34
8.1 Проверка на перегрузочную способность 34
8.2 Проверка по нагреву двигателя и преобразователя 34
8.3 Проверка по нагреву преобразователя 35
8.4 Расчёт энергетических показателей электропривода 36
9 ВЫБОР НАСОСНОЙ УСТАНОВКИ 38
9.1 Технические характеристики НД 100/250 38
9.2 Принцип действия и устройство 39
9.3 Способ регулирования производительности 41
9.4 Особенности плунжерных насосов 43
9.5 Материалы, используемые при производстве плунжерных
дозирующих насосов 46
10 ВЫБОР ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ 47
10.1 Основные параметрами при выборе преобразователя частоты 46
10.2 Описание преобразователя частоты MICROMASTER 440 48
10.2.1 Основные характеристики 49
10.2.2 Функциональные особенности 50
10.2.3 Особенности защиты 50
10.2.4 Преобразователь частоты MICROMASTER 52
10.2.5 тепловая защита и автоматическое снижение номинальных
данных 53
10.2.6 Быстрое ограничение тока 54
11 РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ . 55
12 ВЫБОР ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ 57
12.1 Програмируемый логический контроллер (блок управления) 57
12.2 Датчики уровня в баке мерники 61
12.3 Датчик pH 62
12.4 Клапан электромагнитый SMART SG5533 64
12.5 Ультразвуковые расходомер SITRANS F US Clamp-on FUE1010.64
12.6 Панель оператора 65
12.7 Модульный контактор фирмы F&F ST25-30 67
12.8 Блок питания 69
13 РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ
АВТОМАТИЗАЦИИ 70
14 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА И ТРЕБОВАНИЯ К
СИСТЕМЕ АВТОМАТИЗАЦИИ 72
14.1 Разработка системы автоматического поддержания равномерного
дозирования раствора фосфата 72
14.2 Команды и сигналы процессора 73
15 РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ СИСТЕМЫ
АВТОМАТИЗАЦИИ 76
15.1 Команды и сигналы контроллера 76
15.2 Програмирование панели оператора 78
15.3 Программа для режима работы 2 насоса 78
15.4 Программа для режима работы 1 насоса 81
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 84
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 86
📖 Аннотация
В данной бакалаврской работе разрабатывается проект электропривода и системы автоматизации насосной станции теплового пункта, предназначенной для дозирования раствора фосфатов в питательную воду котла. Актуальность исследования обусловлена общемировой тенденцией к комплексной автоматизации инженерных систем, направленной на повышение надёжности, энергоэффективности и минимизацию человеческого фактора в управлении технологическими процессами. Основными результатами работы являются: выполненный расчёт и выбор асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором АИР100Е6 для насосной установки с параметрами расхода 100 л/ч и напора 250 м; проведённый технический анализ, включающий построение статических и динамических характеристик привода; а также разработка алгоритма управления и подбор элементной базы для системы автоматического регулирования. Практическая значимость заключается в создании готового проектного решения, реализуемого на базе программируемого логического контроллера Siemens SIMATIC S7-1200 с панелью оператора KP300, частотным преобразователем, датчиками уровня, расхода и pH, что обеспечивает возможность оперативного управления и диагностики. Научная ценность работы состоит в системном подходе к проектированию, объединяющем расчёты электромеханической части и разработку программно-аппаратного комплекса управления. Теоретической основой послужили труды таких авторов, как Борисов А.М. и Лях Н.Е. по автоматизации технологических процессов, а также нормативные документы, включая ГОСТы по электробезопасности и эргономике.
📖 Введение
Современные тенденции развития тепловых пунктов идут в направлении создания надёжных автоматических систем, которые способны выполнять заданные функции или процедуры без участия человека. Роль оператора заключается в подготовке исходных данных, выборе алгоритма (метода решения) и анализе полученных результатов. Причем эти тенденции прослеживаются не только при автоматизации сложных технологических процессов в промышленности, но и в других областях жизнедеятельности человека.
Задача данной выпускной квалификационной работы заключается:
- в выборе асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором,
- в расчёте механических и электромеханических характеристик асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором,
- в разработке системы автоматического регулирования дозирования раствора фосфатов в питательную воду котла.
Выбор системы автоматизации базируется в основном на учебных целях, поэтому и в данном проекте она будет построена на программируемом логическом контролере SIMATIC S7-1200 фирмы SIEMENS, который обладает характеристиками, достаточными для управления объектом.
Для создания человеко-машинного интерфейса (HMI) и решения задач оперативного управления будет использован пульт управления (сенсорная панель), на котором оператор сможет осуществлять запуск механизма, определять причину возникновения аварии и т.д.
Контроль над состоянием системы будем осуществлять с помощью различных датчиков. Для приведения механизмов в движение будут использованы асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором, управление которыми будем осуществлять преобразователями частоты. Выбор системы защиты двигателя и преобразователя частоты
Внедрение системы автоматизации данными механизмами позволит оптимизировать управления им и уменьшить роль оператора в процессе
управления.
Задача данной выпускной квалификационной работы заключается:
- в выборе асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором,
- в расчёте механических и электромеханических характеристик асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором,
- в разработке системы автоматического регулирования дозирования раствора фосфатов в питательную воду котла.
Выбор системы автоматизации базируется в основном на учебных целях, поэтому и в данном проекте она будет построена на программируемом логическом контролере SIMATIC S7-1200 фирмы SIEMENS, который обладает характеристиками, достаточными для управления объектом.
Для создания человеко-машинного интерфейса (HMI) и решения задач оперативного управления будет использован пульт управления (сенсорная панель), на котором оператор сможет осуществлять запуск механизма, определять причину возникновения аварии и т.д.
Контроль над состоянием системы будем осуществлять с помощью различных датчиков. Для приведения механизмов в движение будут использованы асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором, управление которыми будем осуществлять преобразователями частоты. Выбор системы защиты двигателя и преобразователя частоты
Внедрение системы автоматизации данными механизмами позволит оптимизировать управления им и уменьшить роль оператора в процессе
управления.
✅ Заключение
В данной выпускной квалификационной работе были произведён расчёт мощности электродвигателя, для насосной установки теплового пункта с постоянным поддержанием момента на валу двигателя, максимальным расходом Р=100л/ч и общим напором Н=250. Выбран асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором АИР100Е6. С данным двигателем был произведён технический анализ, в результате которого были выполнены расчёты и построения графиков статических характеристик, временных диаграмм переходных процессов, а также интегральных показателей и элементов защиты.
На основе описания технологического процесса, последовательности работы механизма и требований к данной системе был разработан алгоритм работы системы автоматизации в виде логических уравнений.
С учетом технологии работы автоматизируемого механизма, условий эксплуатации был произведен выбор элементной базы системы автоматизации. В результате были выбраны программируемый контроллер фирмы Siemens SIMATIC S7-1200 с центральным процессором CPU 1214C DC/DC/DC, который включает в себя: плату расширения для вывода аналогового сигнала Sb1232 1AQ. Также был выбран блок питания PS 307 фирмы Siemens, в качестве информационно технологической аппаратуры и датчиков были выбраны: преобразователь частоты MICROMASTER 440 6SE6440-2AC25-5CA1; датчик рН-4122; уровнемер INNOEevel ECHO; клапаны электромагнитные SMART SG5533; ультразвуковой расходомер SITRANS F US Clamp - on FUE1010; панель оператора KP300 фирмы Siemens. Был произведен выбор приводов насосов и преобразователей к ним.
Также была составлена функциональная и принципиальная электрическая схема всей системы автоматизации.
На основе алгоритма работы системы автоматизации было разработано программное обеспечение системы автоматизации. Всем переменным были присвоены адреса программируемого контроллера и символические имена. В среде STEP7программа была введена на языке лестничных диаграмм.
На основе описания технологического процесса, последовательности работы механизма и требований к данной системе был разработан алгоритм работы системы автоматизации в виде логических уравнений.
С учетом технологии работы автоматизируемого механизма, условий эксплуатации был произведен выбор элементной базы системы автоматизации. В результате были выбраны программируемый контроллер фирмы Siemens SIMATIC S7-1200 с центральным процессором CPU 1214C DC/DC/DC, который включает в себя: плату расширения для вывода аналогового сигнала Sb1232 1AQ. Также был выбран блок питания PS 307 фирмы Siemens, в качестве информационно технологической аппаратуры и датчиков были выбраны: преобразователь частоты MICROMASTER 440 6SE6440-2AC25-5CA1; датчик рН-4122; уровнемер INNOEevel ECHO; клапаны электромагнитные SMART SG5533; ультразвуковой расходомер SITRANS F US Clamp - on FUE1010; панель оператора KP300 фирмы Siemens. Был произведен выбор приводов насосов и преобразователей к ним.
Также была составлена функциональная и принципиальная электрическая схема всей системы автоматизации.
На основе алгоритма работы системы автоматизации было разработано программное обеспечение системы автоматизации. Всем переменным были присвоены адреса программируемого контроллера и символические имена. В среде STEP7программа была введена на языке лестничных диаграмм.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.